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我已经使用 Java 好几年了。最近遇到了 Vavr，一个用于 Java 的函数库，它提供了不可变的集合 API。我很想知道拥有不可变队列的原因。

我的理解是，队列用于在一端向其生成数据，然后另一个线程从另一端使用数据。

Immutable Queue 不允许你在构建后添加数据，那我为什么要在这里使用 Queue。

理想情况下，我会按如下方式处理队列，但对于不可变队列，这会进入无限循环。

while(!queue.isEmpty()) {
    queue.dequeue(); // process elements in queue.
}

当我用谷歌搜索时，所有的讨论都围绕着如何实现一个不可变队列，但没有解释它的必要性。

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我的理解是，队列用于在一端向其生成数据，然后另一个线程从另一端消耗数据。

队列是一种FIFO（先进先出）数据结构。除了作为线程之间的通信之外，它还有很多用途。

我很想知道拥有不可变队列的原因。

如果您对不可变的东西的需求感到困惑，那么您似乎不了解函数式编程。记住，您自己说过Vavr是一个函数库，即用Java 编写函数代码的库。

函数式编程的基本原则之一是一切都是不可变的。

这包括一个队列。如果您需要一个队列（即 FIFO 集合）来存储您的数据，那么它也必须是不可变的。

例如，假设您想将数字 1 到 10 添加到队列中，然后从该队列中读取并打印这些值。

在像 Java 这样的命令式编程语言中，您可以这样做，使用java.util.Queue和实现，例如java.util.LinkedList：

// Build queue with numbers 1-10
Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
    queue.offer(i);

// Poll queue and print numbers
for (Integer num; (num = queue.poll()) != null; )
    System.out.println(num);

相比之下，函数式编程严重依赖递归函数（因此是函数式编程），对于这样的操作，堆栈上的嵌套调用调用具有不同的函数参数值。

请记住，在命令式风格中，计数变量i和队列queue在迭代期间都会发生变化。

在函数式风格中，它们都必须是不可变的，因此您可以通过编写这样的递归函数（在 Java 中）来做到这一点，使用io.vavr.collection.Queue：

private static Queue<Integer> build(int i, int end, Queue<Integer> queue) {
    if (i > end)
        return queue;
    return build(i + 1, end, queue.enqueue(i));
}

然后调用它：

// Build queue with numbers 1-10
Queue<Integer> queue = build(1, 10, Queue.empty());

由于队列是不可变的，因此该enqueue()方法返回一个添加了新值的新队列。然后将该新队列作为递归调用的参数传递，直到完成，此时包含数字的最终队列将返回调用堆栈。

旁注：在实现尾递归优化（Java 没有）的函数式语言中，build()上面的函数实际上不会建立调用堆栈，因此不会导致堆栈溢出。此外，返回的新队列enqueue()不会复制所有现有值，因此它并不像听起来那么昂贵。

然后轮询队列中的值并打印它们，您还可以使用递归方法：

private static void print(Queue<Integer> queue) {
    if (queue.isEmpty())
        return;
    Tuple2<Integer,Queue<Integer>> t = queue.dequeue();
    System.out.println(t._1());
    print(t._2());
}

在这里，dequeue()返回两个值：从队列中删除的值，以及删除了值的新队列。然后该函数打印该值并进行递归调用以打印队列的其余部分。

于 2017-07-15T06:14:09.157 回答